Кто создал теорию относительности?
Шрифт:
Примечательно, что с 1905-го года, после появления работ Эйнштейна по теории относительности, Пуанкаре прекратил публикации на эту тему. Ни в одной работе последних семи лет жизни он не упоминал ни имени Эйнштейна, ни теории относительности (кроме одного случая, когда он сослался на эйнштейновскую теорию фотоэффекта). Учёный по-прежнему интересовался свойствами эфира и абсолютным движением относительно эфира.
О причинах "молчания Пуанкаре" высказывалось множество гипотез. Некоторые историки науки предположили, что всему виной обида Пуанкаре на немецкую школу физиков, которая недооценивала его заслуги в создании релятивистской теории. Другие считают это объяснение неправдоподобным, так как Пуанкаре никогда в жизни не был замечен в обидах по поводу приоритетных споров, а теорию Эйнштейна предпочли
Из воспоминаний современников о Пуанкаре можно узнать, что учёный никогда не был замешан в скандалах, приоритетных спорах и личных оскорблениях. В любой ситуации он неизменно выбирал благородную примиренческую позицию. Был совершенно равнодушен к славе и неоднократно добровольно уступал научный приоритет, даже если имел серьёзные права на него. К примеру, он ввёл термины "фуксовы функции", "группа Клейна", "устойчивость по Пуассону", "числа Бетти" - хотя имел все основания назвать эти объекты своим именем. Пуанкаре первым выписал в современном виде преобразования Лоренца (наряду с Лармором), однако назвал их именем Лоренца, который ранее дал их неполное приближение. Друзья Пуанкаре отмечают его скромность, остроумие, терпимость, чистосердечность и доброжелательность. Внешне он мог производить впечатление человека замкнутого и малообщительного, но в действительности такое поведение было следствием его застенчивости и постоянной сосредоточенности
***
Немало сделал для развития идей будущей теории относительности и Хендрик Антон Лоренц (1853-1928) - нидерландский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии по физике (1902, совместно с Питером Зееманом) и других наград, член Нидерландской королевской академии наук (1881), ряда иностранных академий наук и научных обществ. Известен прежде всего своими работами в области электродинамики и оптики. Объединив концепцию непрерывного электромагнитного поля с представлением о дискретных электрических зарядах, входящих в состав вещества; создал классическую электронную теорию и применил её для решения множества частных задач; получил выражение для силы, действующей на движущийся заряд со стороны электромагнитного поля (сила Лоренца); вывел формулу, связывающую показатель преломления вещества с его плотностью.
В 1886 году Лоренц впервые обратился к оптике движущихся сред. По его мнению, свойства эфира должны были, с одной стороны, объяснить отсутствие влияния движения Земли на оптические явления, наблюдаемые экспериментально, а с другой - дать трактовку аберрации света. Рассмотрев известные на тот момент теории полностью неподвижного и полностью увлекаемого движущимся телом эфира, Лоренц предложил промежуточный вариант - гипотезу о частичном увлечении эфира, характеризуемом френелевским коэффициентом увлечения. Вместе с тем, он склонялся к гипотезе неподвижного эфира Френеля, как наиболее простой для объяснения наблюдаемых явлений. Кроме того, он обнаружил ошибку в расчётах Альберта Майкельсона, касающихся первого варианта (1881) его знаменитого опыта по определению скорости света. В 1892 году Лоренцом было введено понятие "местного времени", однако на эту величину физики не обратили особого внимания.
В 1895 году увидел свет трактат "Опыт теории электрических и оптических явлений в движущихся телах", в котором Лоренц, помимо прочих вопросов, исследовал проблему ковариантности электромагнитной теории. Ковариантность была сформулирована в виде "теоремы о соответственных состояниях", суть которой состояла в том, что уравнения Максвелла сохраняют свой вид, если формально ввести понятие "местного времени" для системы, движущейся относительно эфира. Понятие "местное время", по всей вероятности было введено как чисто вспомогательный параметр, без особого желания учёным коренного пересмотра природы времени.
В 1899 году Лоренц обобщил свою теорему о соответственных состояниях, включив в её формулировку гипотезу о сжатии тел в направлении движения. В итоге он получил
Несмотря на общительный характер, Лоренц был человеком стеснительным и не любил говорить о своих переживаниях даже с близкими. Он был чужд всякого мистицизма и, по свидетельству дочери, "лишён был веры в божью благодать... Вера в высшую ценность разума... заменяла ему религиозные убеждения".
***
И невольно возникает вопрос: "А что конкретно сделал лично Эйнштейн, создавая теорию относительности, если в своих первых работах он использовал ту же самую модель, что и Пуанкаре: преобразования Лоренца, релятивистскую формулу сложения скоростей и прочее?".
Сторонники и поклонники ТО, утверждают многое, в том числе и такое: во-первых, Эйнштейна, в отличие от Пуанкаре, сделал главный вывод о том, что не следует привлекать понятие эфира только для того, чтобы доказать невозможность его наблюдения. Во-вторых, он упразднил и такие понятия как "абсолютное движение" и "абсолютное время". В третьих, все новые эффекты, которые Лоренц и Пуанкаре считали динамическими свойствами эфира, а в теории относительности Эйнштейна объясняются объективными свойствами пространства и времени, - то есть перенесены Эйнштейном из динамики в кинематику. При внешнем сходстве подходов Пуанкаре и Эйнштейна, эти учёные по-разному понимали глубокую физическую сущность этих моделей. Перенос в кинематику позволил Эйнштейну создать целостную и всеобщую теорию пространства и времени, а также решить в её рамках ранее не поддававшиеся , к примеру, такие как, спорный вопрос о разных видах массы, зависимости массы от энергии, соотношения местного и "абсолютного" времени и др.
Существенно отличались понимания Пуанкаре и Эйнштейном лоренцева сокращение длины, рост инертности со скоростью и др. Релятивистские выводы Пуанкаре понимал как абсолютные эффекты, а Эйнштейн - как относительные, не имеющие физических последствий в собственной системе отсчёта. Для Эйнштейна было реальным физическим временем в движущейся системе отсчёта, а Пуанкаре называл временем "кажущимся", "видимым" и отличал его от "истинного времени".
Некоторые учёные, занимавшиеся изучение истории создания теории относительности полагают что именно недостаточно глубокий анализ физической сущности СТО в работах Пуанкаре и послужил причиной того, что его работы не пользовались таким вниманием, как работы Эйнштейна. И когда в 1910 году Пуанкаре был номинирован на Нобелевскую премию, в перечне его заслуг ничего не говорилось о теории относительности.
По утверждению Эйнштейна, в момент начала работы над теорией относительности он не был знаком ни с последними публикациями Пуанкаре, ни с последней статьёй Лоренца, написанной в 1904-ом году. Однако в 1953 году, в приветственном письме оргкомитету конференции, посвящённой 50-летию теории относительности (состоялась в 1955 году), Эйштейн всё-таки написал: "Я надеюсь, что будут должным образом отмечены заслуги Г. А. Лоренца и А. Пуанкаре".
Однако... Оппозиционеры ТО Эйнштейна оказались тоже "ещё теми ребятами". Они напомнили сторонникам ТО о том, что ценность любой теории определяется не именами её авторов, а тем, насколько она верна и полезна человечеству. И опять появляются вопросы: "Почему за прошедшие 100 лет так и не утихли споры по поводу верности и ценности теории относительности? И быть может, правы те оппозиционеры ТО Эйнштейна, утверждая, что А.Пуанкаре и Г. Лоренц не оспаривали приоритетность своих научных работ по специальной теории относительности из-за существенных сомнений в их верности. И, мол, решили на время отложить публикацию своих обобщающих работ. Но Альберт Эйнштейн оказался гораздо смелее и тщеславнее: он не стал идти на поводу у времени, а указал ему своё место, понизив в ранге - с абсолютного до относительного.